【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本文档涉及涡轮机喷嘴中的排气锥的布置，具体来说，由陶瓷基复合材料(cmc)制成的排气锥的布置。
技术介绍
1、本说明书涉及一种位于飞行器涡轮喷气发动机的后部、下游端处的用于优化由涡轮喷气发动机排出的空气流的组件。更精确地说，本说明书涉及通常称为排气锥的物体与刚好位于排气锥的上游的涡轮喷气发动机的壳体，例如涡轮喷气发动机的出气口壳体之间的连接。
2、图1表示用于飞行器涡轮喷气发动机的组件，包括中心气体喷射元件，所述中心气体喷射元件围绕纵向轴线x为环形并且被调适成使得气体通过涡轮喷气发动机围绕所述中心气体喷射元件从上游(am)喷射到下游(av)，所述组件连接到涡轮喷气发动机的金属出口。所述纵向轴线x是涡轮机的，具体来说风扇20和发动机12的可移动叶片的纵向轴线或旋转轴线。中心气体喷射元件可以对应于下文表示为1的排气锥，或至少对应于下文表示为1a的上游部分。
3、飞行器的气体涡轮喷气发动机10包括形成燃气涡轮发动机12的中心部分，所述中心部分安装在发动机短舱组件14内，如设计用于次音速操作的典型飞行器。具体来说，涡轮喷气发动机可以是涡轮风扇发动机。短舱组件14通常包括发动机短舱16和环绕轴向位于发动机12的上游的风扇20的风扇整流罩18。
4、发动机12包括轴向处于下游部分中的可为低压涡轮的至少一个涡轮，以及在此涡轮的下游的金属排气壳体22，所述金属排气壳体包括内部环形护罩22a和外部环形护罩22b，在其间限定主环状流动路径24的下游部分，来自发动机12的燃烧室的燃烧气体在所述主环状流动路径中循环。
5、内部环形护罩22a在其下游端处连接到排气锥1，所述排气锥可以包括具有基本上圆柱形形状的上游部分1a和具有圆锥形形状的下游部分1b。内部环形护罩22a与排气锥1的外壁对准，以形成用于离开发动机12的空气的均质流动路径。
6、排气锥的外壁通常由陶瓷基复合材料制成，以承受离开发动机12的气体的温度并且减小涡轮喷气发动机的总质量。
7、然而，仍然难以实现涡轮喷气发动机的前述金属出口(其可以是所述内部环形护罩22a)与所述中心元件(其可以是排气锥1的上游部分1a)之间的有效气动连接。实际上，排气壳体22与排气锥1之间的材料差异导致排气锥1的外壁相对于内部环形护罩22a的胀差。在操作期间，排气锥1的外壁和内部环形护罩22a可以呈现椭圆形形状，从而在排气锥1的外壁与内部环形护罩22a之间产生液压跳。因此，来自主环状流动路径24的热气体从发动机12侧冲入排气锥中，而不是遵循外壁外部的主环状流动路径24。称为铲起的这种现象不利于部件的阻力，具体来说不利于排气锥的阻力，因为其产生额外的力并且通过破坏空气流的流动而降低发动机12的性能。
8、需要改进排气锥和排气壳体的组装。
技术实现思路
1、本文档提出一种用于具有纵向轴线的涡轮机的组件，其包括：
2、-排气锥，其包括由陶瓷基复合材料制成的用于主空气流的流动的外部环形壁和布置在外部环形壁内侧的内部环形壁，
3、-金属壳体，其布置在排气锥的上游并且包括护罩，所述护罩限定相对于主空气流的径向内面，
4、-金属连接凸缘，其纵向地插入内部环形壁与金属壳体之间并且将内部环形壁连接到所述金属壳体，
5、其中外部环形壁的上游端布置在排气壳体的护罩的气动延伸部中，并且
6、其中外部环形壁被布置成与连接凸缘的环形部分具有径向环形间隙，
7、组件进一步包括：至少一个螺栓，所述至少一个螺栓穿过外部环形壁和连接凸缘的环形部分；以及螺母，所述螺母被旋拧到所述螺栓上并且径向地布置在连接凸缘的环形部分内侧，
8、组件进一步包括径向地固持在螺母与连接凸缘的环形部分的径向内表面之间的至少一个间隔件，所述间隔件具有比金属壳体的膨胀系数大的膨胀系数。
9、在操作期间，当组件为热时，金属壳体，具体来说金属壳体的护罩以及连接凸缘呈现比外部环形壁的径向膨胀大的径向膨胀。间隔件的膨胀系数使得可以径向补偿金属部件与由cmc制成的外部环形壁之间的热膨胀差异，这确保维持螺栓的下侧与外部环形壁之间的接触。这种布置允许防止铲起现象，因为外部环形壁被维持为排气壳体的护罩的气动延伸部。因此，间隔件允许补偿热膨胀差异并且确保组件刚度的连续性。
10、间隔件的膨胀系数可以比金属壳体的膨胀系数高20％到30％。
11、可以布置若干螺栓以将外部环形壁固定到连接凸缘。优选地，所述螺栓可以周向地分布在连接凸缘上。例如，至少四个螺栓可以将外部环形壁固定到连接凸缘。可以将螺栓布置在外部环形壁的上游端部部分处。例如，外部环形壁可以由镍基合金625制成并且间隔件可以由a286钢制成。
12、根据一个实施例，组件可以包括用于每个螺栓的间隔件。每个间隔件可以环绕对应螺栓。间隔件可以与旋拧到所述螺栓上的螺母成一体。或者，间隔件可以是与螺母分开的部件，所述螺母抵靠着所述间隔件的径向内端紧固。在这种情况下，间隔件可以由与螺母的材料不同的材料制成。
13、间隔件可以是圆柱形的，具体来说管状的。间隔件可以具有用于接纳螺栓的中空圆锥形形状，所述间隔件的最大基部紧邻连接凸缘的环形部分的径向内表面。
14、间隔件可以由钢，具体来说a286钢制成，或由任何其它铁基合金制成。
15、根据一个实施例，间隔件可以具有波纹或正弦形状。间隔件可以包括与连接凸缘的环形部分的径向内表面接触的至少第一部分以及由螺栓横穿的至少第二部分，所述至少第二部分径向地远离连接凸缘的环形部分并且连接到所述至少第一部分。螺母可以抵靠着所述至少第二部分的径向内表面紧固，所述第一部分周向地远离螺栓。间隔件可以由钢，具体来说a286钢制成，或由任何其它铁基合金制成。例如，当组件为冷时，可以在螺栓的外表面与间隔件中的中空部的内表面之间提供空间。出于此目的，螺栓可以包括在其外表面上的凹口。
16、具体来说，组件对于每个螺栓，可以包括安装在所述螺栓上并且抵靠着所述至少第二部分的径向外表面紧固的额外螺母。此布置使得可以避免外部环形壁朝向连接凸缘径向向内变形。
17、间隔件可以是环形的，即可以在连接凸缘的环形部分的整个圆周上方延伸。间隔件可以是单件或可以由若干环形扇区形成。或者，间隔件可以在环形扇区上方，例如在圆的八分之一或四分之一上方延伸。间隔件可以包括若干第二部分，每个第二部分接纳螺栓。间隔件然后可以包括布置在每一对连续的第二部分之间的第一部分。
18、根据一个实施例，外部环形壁可以由至少两个邻近环形扇区形成，所述组件包括接合两个邻近环形扇区的至少一个连接壁。所述连接壁可以径向地插入外部环形壁与连接凸缘之间。连接壁可以是环形的或在角度扇区上方，例如在圆的八分之一上方延伸。连接壁由陶瓷基复合材料制成。连接壁使得可以加固外部环形壁。
19、连接壁可以通过螺栓固定到外部环形壁，所述螺栓将外部环形壁固定到连接凸缘。连接螺母可以被旋拧到所述螺栓上本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于具有纵向轴线(X)的涡轮机的组件，其包括：
2.根据前一权利要求所述的组件，其包括用于每个螺栓(116)的间隔件(204)，并且其中，每个间隔件环绕对应螺栓并且与旋拧到所述螺栓上的所述螺母(202)成一体。
3.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述间隔件(300)具有波纹形状，并且包括与所述连接凸缘(110)的所述环形部分(112)的所述径向内表面接触的至少第一部分(306)以及由所述螺栓(116)横穿的至少第二部分(304)，所述至少第二部分径向地远离所述连接凸缘(110)的所述环形部分(112)并且连接到所述至少第一部分(306)，其中，所述螺母(314)抵靠着所述至少第二部分(304)的径向内表面紧固，所述第一部分周向地远离所述螺栓。
4.根据前一权利要求所述的组件，其对于每个螺栓(116)，包括安装在所述螺栓上并且抵靠着所述至少第二部分(304)的径向外表面紧固的额外螺母(312)。
5.根据权利要求3或4所述的组件，其特征在于，所述间隔件(300)是环形的。
6.根据前述权利要求中任一项所述的
7.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其特征在于，所述外部环形壁(102)的所述上游端(101)与所述连接凸缘(110)的所述环形部分(112)的上游端纵向对准。
8.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其特征在于，所述外部环形壁(102)包括接纳所述螺栓(116)中的一个的至少一个孔口(206)，所述孔口具有比所述螺栓的直径大的直径。
9.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其特征在于，所述至少一个螺栓(116)包括头部(117)，所述头部被布置成当所述组件为冷时与所述外部环形壁(102)的径向外表面简单接触。
10.一种涡轮机，其包括根据前述权利要求中任一项所述的组件。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于具有纵向轴线(x)的涡轮机的组件，其包括：
2.根据前一权利要求所述的组件，其包括用于每个螺栓(116)的间隔件(204)，并且其中，每个间隔件环绕对应螺栓并且与旋拧到所述螺栓上的所述螺母(202)成一体。
3.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述间隔件(300)具有波纹形状，并且包括与所述连接凸缘(110)的所述环形部分(112)的所述径向内表面接触的至少第一部分(306)以及由所述螺栓(116)横穿的至少第二部分(304)，所述至少第二部分径向地远离所述连接凸缘(110)的所述环形部分(112)并且连接到所述至少第一部分(306)，其中，所述螺母(314)抵靠着所述至少第二部分(304)的径向内表面紧固，所述第一部分周向地远离所述螺栓。
4.根据前一权利要求所述的组件，其对于每个螺栓(116)，包括安装在所述螺栓上并且抵靠着所述至少第二部分(304)的径向外表面紧固的额外螺母(312)。
5.根据权利要求3或4所述的组件，其特征在于，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托菲·保尔·奥佩蒂特，西埃里·久伊·克斯阿维埃·泰松，菲利普·阿维内尔，
申请(专利权)人：赛峰航空陶瓷技术公司，
类型：发明
国别省市：
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